DE19932789A1 - Spherical joint, for windscreen wiper mechanisms of motor vehicles, comprises shell whose surface contacting sphere, in the direction of force transmission, is wider than its corresponding surface oriented perpendicular to this direction - Google Patents
Spherical joint, for windscreen wiper mechanisms of motor vehicles, comprises shell whose surface contacting sphere, in the direction of force transmission, is wider than its corresponding surface oriented perpendicular to this directionInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk zum Einbau in eine Antriebsvorrichtung für Scheibenwischeranlagen, die einen Motor und ein Gestänge aufweist, die durch das Kugelgelenk miteinander verbunden sind, wobei das Kugelgelenk eine Kugelschale aufweist, welche die Kugel in in die Kugelschale eingesetztem Zustand teilweise umschließt.The invention relates to a ball joint for installation in a drive device for Windshield wiper systems, which has an engine and a linkage, which by the Ball joint are interconnected, the ball joint being a spherical shell has, which the ball partially inserted into the ball socket encloses.
Scheibenwischeranlagen finden insbesondere bei Kraftfahrzeugen Anwendung. Es kann sich hierbei um Einarm- oder Mehrarmwischeranlagen handeln. Man unterscheidet bei Mehrarmwischeranlagen sogenannte Gleichlauf- und Gegenlaufanlagen. Bei Mehrarmwischeranlagen sind die einzelnen Wischer üblicherweise über ein Gestänge miteinander verbunden. Das Gestänge ist an einen Elektromotor angebunden, der die Wischeranlage betreibt. Der Elektromotor wird über das Bordnetz des Kraftfahrzeugs mit Energie versorgt.Windscreen wiper systems are used in particular in motor vehicles. It can these are single-arm or multi-arm wiper systems. One differentiates at Multi-arm wiper systems so-called synchronous and counter-rotating systems. At Multi-arm wiper systems are the individual wipers usually via a linkage connected with each other. The linkage is connected to an electric motor that the Wiper system operates. The electric motor is connected to the vehicle electrical system Energy supplied.
In dem Gestänge sind Gelenkhebel vorgesehen, die die Rotationsbewegung des Elektromotors in eine Pendelbewegung der Wischer umsetzt. Hierzu ist zwischen Motor und Gestänge ein Kugelgelenk angeordnet. Das Kugelgelenk weist eine Kugelschale oder -pfanne auf, in der die Kugel angeordnet ist. Hierbei umschließt die Kugelschale die Kugel teilweise. Die Umschließung erfolgt gleichmäßig im Bereich der Mittellinie der Kugel. Der die Kugel umschließende Teil der Kugelschale weist ein rotationssymmetrisches Profil auf. Beim Auftreten größerer Kräfte ist es notwendig, den die Kugel umschließenden Teil der Kugelschale zu vergrößern. Dies beinhaltet einerseits den Nachteil, daß die Vergrößerung des Lagers - also des die Kugel umschließenden Teils der Lagerschale - auch eine Vergrößerung der Relativgeschwindigkeit zwischen Kugel und Pfanne mit sich bringt. Zwar ist durch die Vergrößerung der Fläche dann eine geringere Flächenpressung hervorgerufen, wodurch größere Kräfte übertragbar sind, jedoch wird dieser Effekt durch die erhöhte Relativgeschwindigkeit zwischen Kugelschale und Kugel teilweise wieder vernichtet. Andererseits werden bei den bekannten Kugellagern die Kugeln in die Kugelschale eingeklipst - eingeknöpft -. Dieses Einklipsen ist aufgrund der Elastizität des die Kugel umschließenden Teils der Schafe auf der Seite, von der aus die Kugel eingeführt wird, ermöglicht. Wird nun der die Kugel umschließende Teil der Kugelschale vergrößert, so reduziert sich der zum Einklipsen der Kugel notwendige Durchmesser in der Kugelschale. Aufgrund der begrenzten Elastizität des Materials der Kugelschale ist ein Einklipsen der Kugel in die Kugelschale ab einer bestimmten Größe nicht mehr möglich, wodurch entweder die Montage des Kugelgelenks nicht mehr möglich ist oder mit einem montierbaren Kugelgelenk nur begrenzte Kräfte übertragbar sind.Articulated levers are provided in the linkage, which control the rotational movement of the Electric motor in a wobble movement. This is between the engine and linkage arranged a ball joint. The ball joint has a spherical shell or pan in which the ball is arranged. The spherical shell encloses the Bullet partially. The enclosure takes place evenly in the area of the center line Bullet. The part of the spherical shell enclosing the ball has rotationally symmetrical profile. When larger forces occur, the to enlarge the part of the spherical shell enclosing the sphere. On the one hand, this includes the disadvantage that the enlargement of the camp - that of the sphere surrounding Part of the bearing shell - also an increase in the relative speed between Ball and pan. Because of the enlargement of the area it is one lower surface pressure, which means that larger forces can be transmitted, however, this effect is due to the increased relative speed between the spherical shell and partially destroyed bullet again. On the other hand, in the known Ball bearings, the balls clipped into the ball socket - buttoned -. This clipping is on the side due to the elasticity of the part of the sheep enclosing the ball, from which the ball is inserted. Now becomes the one enclosing the sphere Part of the spherical shell enlarged, so that it reduces the clip-in of the ball necessary diameter in the spherical shell. Due to the limited elasticity of the Material of the spherical shell is a clipping of the sphere into the spherical shell from one certain size no longer possible, which means either the assembly of the Ball joint is no longer possible or only with a mountable ball joint limited forces are transferable.
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kugelgelenk zum Einbau in eine Antriebsvorrichtung für Scheibenwischeranlagen zu schaffen, bei der bei gleichem benötigten Bauraum und Montagekräften größere Kraftübertragungen durch das Kugelgelenk ermöglicht sind. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Umschließung der Kugel durch die Kugelschale in Richtung der durch das Gelenk zu übertragenden Kraft des Kugelgelenks größer ist als in Nicht-Kraftrichtung.The invention seeks to remedy this. The invention is based on the object Ball joint for installation in a drive device for windshield wiper systems create larger ones with the same installation space and assembly forces Power transmission through the ball joint are made possible. According to the invention solved this problem in that the enclosure of the ball by the spherical shell in Direction of the force of the ball joint to be transmitted through the joint is greater than in the non-force direction.
Mit der Erfindung ist ein Kugelgelenk zum Einbau in eine Antriebsvorrichtung für Scheibenwischeranlage geschaffen, das bei gleichen Bauräumen und Montagekräften eine größere Kraftübertragung erlaubt. Darüber hinaus ist die Möglichkeit geschaffen, weiterhin die Kugel in die Kugelschale bei der Montage einzuklipsen.With the invention, a ball joint for installation in a drive device for Windshield wiper system created, with the same installation space and assembly forces greater power transmission allowed. In addition, the possibility is created continue to clip the ball into the ball socket during assembly.
Das Einklipsen ist dabei dadurch ermöglicht, daß die Umschließung der Kugel durch die Kugelschale nur in Kraftrichtung vergrößert ist. Dagegen ist in Nicht-Kraftrichtung die Umschließung sogar geringer als bei Kugellagern mit einem rotationssymmetrischen Profil der Kugelschale. Zum Einklipsen oder Einknöpfen wird die Kugelschale gelängt. Die Längung erfolgt in Kraftrichtung, wodurch der die Kugel am weitesten umschließende Teil der Kugelschale auseinandergezogen wird, wogegen der kleinste die Kugel umschließende Bereich der Kugelschale sich etwas in Richtung des Mittelpunkts der Kugelschale zusammenzieht. Da in diesem Bereich aber die Umschließung gering ist, führt dies zu keiner Beeinträchtigung des Einklips-Vorgangs. Vielmehr ist durch die Längung im die Kugel am meisten umschließenden Bereich wieder die Möglichkeit geschaffen, die Kugel in die Kugelschale einzuklipsen. The clipping is made possible by the fact that the sphere is enclosed by the Ball cup is enlarged only in the direction of force. In contrast, in the non-force direction Enclosure even less than with ball bearings with a rotationally symmetrical Profile of the spherical shell. The spherical shell is elongated for clipping or buttoning. The elongation takes place in the direction of the force, which means that the one most enclosing the ball Part of the spherical shell is pulled apart, whereas the smallest one pulls the ball surrounding area of the spherical shell slightly towards the center of the Spherical shell contracts. Since the area is small in this area, this does not interfere with the clip-in process. Rather, through that Elongation in the area most enclosing the ball again the possibility created to clip the ball into the ball socket.
In Ausgestaltung der Erfindung ist die Kugelschale aus Kunststoff hergestellt. Dies beinhaltet den Vorteil, daß die Kugelschale preiswert hergestellt werden kann.In an embodiment of the invention, the spherical shell is made of plastic. This includes the advantage that the spherical shell can be manufactured inexpensively.
In vorteilhafter Ausgestaltung besteht die Kugelschale aus Polyamid mit Glasfasern und Graphit. Hierdurch ist eine stabile und somit allen Anforderungen an das Kugelgelenk entsprechenden Kugelschale bereitgestellt.In an advantageous embodiment, the spherical shell consists of polyamide with glass fibers and Graphite. This is a stable and therefore all requirements for the ball joint corresponding spherical shell provided.
Vorteilhaft besteht die Kugel aus Metall. Dies beinhaltet einerseits den Vorteil, daß die Kugel dadurch sehr stabil ist. Andererseits kann im Zusammenspiel mit der Ausgestaltung der Kugelschale, insbesondere für den Fall, daß diese aus Kunststoff ist, ein geringer Reibwert zwischen Kugelschale und Kugel erzielt werden, wodurch die Verluste und damit der Energieverbrauch der Scheibenwischeranlage verringert ist.The ball is advantageously made of metal. On the one hand, this includes the advantage that the Ball is very stable. On the other hand, in interaction with the Design of the spherical shell, especially in the event that it is made of plastic, a low coefficient of friction between the spherical shell and ball can be achieved, which Losses and thus the energy consumption of the wiper system is reduced.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend im einzelnen beschrieben. Es zeigen:An embodiment of the invention is shown in the drawing and will described in detail below. Show it:
Fig. 1 eine perspektivische schematische Darstellung eines Kugelgelenks ohne Kugel mit eingezeichneter Kraftrichtung; Figure 1 is a perspective schematic representation of a ball joint without a ball with the direction of force shown.
Fig. 2 einen Schnitt durch das in Fig. 1 dargestellte Kugelgelenk entlang der Kraftrichtung mit Kugel und Fig. 2 shows a section through the ball joint shown in Fig. 1 along the direction of force with ball and
Fig. 3 einen Schnitt durch das in Fig. 1 dargestellte Kugelgelenk im rechten Winkel zur Kraftrichtung. Fig. 3 shows a section through the ball joint shown in Fig. 1 at right angles to the direction of force.
Das als Ausführungsbeispiel gewählte Kugelgelenk weist ein Gehäuse 1 auf, das im wesentlichen ringförmig ausgebildet ist. An dem Gehäuse 1 sind vier Befestigungsmöglichkeiten 2, 3 vorgesehen. Mit Hilfe der Befestigungsmöglichkeiten 2 und 3 findet die Anbindung des Kugelgelenks an das Fahrzeug statt. Die Befestigungsmöglichkeiten 2 sind dabei in Nicht-Kraftrichtung am Gehäuse 1 angeordnet; sie sind jeweils im rechten Winkel zur Kraftrichtung angeordnet. Die Befestigungsmöglichkeiten 3 sind im Gegensatz dazu in Kraftrichtung vorgesehen. Folglich stehen die Befestigungsmöglichkeiten 2 und 3 abwechselnd jeweils im Winkel von 90° zueinander. The ball joint chosen as an exemplary embodiment has a housing 1 which is essentially annular. Four mounting options 2 , 3 are provided on the housing 1 . With the help of fastening options 2 and 3 , the ball joint is connected to the vehicle. The fastening options 2 are arranged in the non-force direction on the housing 1 ; they are arranged at right angles to the direction of force. In contrast, the fastening options 3 are provided in the direction of the force. Consequently, the mounting options 2 and 3 are alternately at an angle of 90 ° to each other.
Auf der Innenseite des ringförmigen Gehäuses 1 ist eine Kugelschale 4 ausgebildet. In die Kugelschale ist eine Kugel 5 eingesetzt (Fig. 2 und 3). Die Kugel 5 ist von der Kugelschale 4 teilweise umschlossen. Die Kugelschale 4 bildet die Tragfläche innerhalb des Kugelgelenks. Sie ist kraftoptimiert ausgebildet und weist in Kraftrichtung eine größere Fläche auf als in Nicht-Kraftrichtung. Dadurch bedingt ist die Umschließung der Kugel 5 durch die Kugelschale 4 in Richtung der durch das Gelenk zu übertragenden Kraft größer als in Nicht-Kraftrichtung, wie den Fig. 2 und 3 zu entnehmen ist.A spherical shell 4 is formed on the inside of the annular housing 1 . A ball 5 is inserted into the spherical shell ( FIGS. 2 and 3). The ball 5 is partially enclosed by the spherical shell 4 . The spherical shell 4 forms the wing within the ball joint. It is designed to be force-optimized and has a larger area in the force direction than in the non-force direction. As a result, the enclosing of the ball 5 by the ball socket 4 in the direction of the force to be transmitted through the joint is greater than in the non-force direction, as can be seen in FIGS. 2 and 3.
Durch die Vergrößerung der die Kugel umschließenden Fläche in Kraftrichtung ist eine geringere Flächenpressung zwischen Kugel 5 und Kugelschale 4 hervorgerufen, wodurch größere Kräfte übertragbar sind. Zur Übertragung größtmöglicher Kräfte sollte die Tragfläche in Kraftrichtung so groß wie möglich sein. Da hierdurch gleichzeitig jedoch die Umfangsgeschwindigkeit zwischen Kugel und Kugelschale ebenfalls vergrößert wird, sind die Vorteile teilweise wieder zunichte gemacht. Zur Beseitigung dieses Nachteils ist in Nicht-Kraftrichtung die die Kugel 5 umschließende Fläche der Kugelschale 4 verkleinert.By enlarging the surface enclosing the ball in the direction of force, a lower surface pressure between ball 5 and ball shell 4 is produced, as a result of which larger forces can be transmitted. To transmit the greatest possible forces, the wing should be as large as possible in the direction of the force. However, since this also increases the peripheral speed between the ball and the spherical shell at the same time, the advantages are partially nullified. To eliminate this disadvantage, the surface of the spherical shell 4 enclosing the sphere 5 is reduced in the non-force direction.
In den Fig. 2 und 3 ist jeweils strichpunktiert die Tragfläche eines Kugelgelenks zum Einbau in eine Antriebsvorrichtung für Scheibenwischer nach dem Stand der Technik dargestellt. Deutlich ist zu erkennen, daß sowohl in Kraftrichtung als auch in Nicht- Kraftrichtung die Tragfläche und damit die Umschließung der Kugel gleich groß ist, wodurch ein rotationssymmetrisches Profil hervorgerufen ist. Den Fig. 2 und 3 kann weiterhin entnommen werden, daß in Kraftrichtung die Umschließung der Kugel 5 durch die Kugelschale 4 deutlich größer als beim Stand der Technik ist. Demgegenüber ist die Umschließung der Kugel 5 durch die Kugelschale 4 in Nicht-Kraftrichtung sogar kleiner im Vergleich zum Stand der Technik, so daß die vorgenannten Nachteile durch Vergrößerung der Tragfläche bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Kugelgelenks kompensiert sind. Für die Ausbildung der Kugelschale 4 in Kraftrichtung ergibt sich nach der Erfindung in der Ansicht nach Fig. 3 im Zweidimensionalen eine elliptische Form der Tragfläche. In Nicht-Kraftrichtung ergibt sich eine angenähert hyperbolische Gestalt im Zweidimensionalen.In FIGS. 2 and 3, each dot-dash lines, the support surface of a ball joint for installation in a drive mechanism for Wiper according to the prior art shown. It can be clearly seen that both in the direction of force and in the direction of non-force, the wing and thus the enclosure of the ball is the same size, which creates a rotationally symmetrical profile. Figs. 2 and 3 it can be seen further that the enclosure of the ball 5 is through the ball cup 4 is significantly greater than in the prior art in the direction of force. In contrast, the enclosure of the ball 5 by the ball socket 4 in the non-force direction is even smaller in comparison to the prior art, so that the aforementioned disadvantages are compensated for by enlarging the wing in the inventive design of the ball joint. For the formation of the spherical shell 4 in the direction of force, according to the invention in the view according to FIG. 3 there is an elliptical shape of the wing in two dimensions. In the non-force direction, there is an approximately hyperbolic shape in two dimensions.
Im Ausführungsbeispiel ist die Kugelschale 4 aus Kunststoff hergestellt. Sie besteht aus Polyamid mit 30% Glasfaser-Anteil und 6% Graphit. Die Tragfläche ist als gegossenes Bauteil ausgebildet. Die Kugel 5 besteht im Ausführungsbeispiel aus Metall. Hierdurch ist die Reibung zwischen Kugel 5 und Kugelschale 4 gering gehalten, wodurch gleichzeitig die Verluste im Kugelgelenk reduziert sind.In the exemplary embodiment, the spherical shell 4 is made of plastic. It consists of polyamide with 30% glass fiber and 6% graphite. The wing is designed as a cast component. The ball 5 is made of metal in the exemplary embodiment. As a result, the friction between ball 5 and ball socket 4 is kept low, which at the same time reduces the losses in the ball joint.
Zur Montage der Kugel 5 in der Kugelschale 4 wird die Kugelschale 4 in Kraftrichtung gelängt. Im gleichen Maße wie durch diese Längung der Abstand zwischen den Tragflächen der Kugelschale 4 in Kraftrichtung vergrößert wird, wird gleichzeitig der Abstand zwischen den Tragflächen in Nicht-Kraftrichtung verkleinert, so daß der auf der horizontalen Mittellinie des Kugelgelenks ausgebildete kreisrunde Querschnitt der Kugelschale 4 sich zu einer Ellipse verändert. Durch die Längung in Kraftrichtung vergrößert sich der Abstand zwischen den äußersten, die Kugel umfassenden Bereichen, wodurch ein Einklipsen/Einknöpfen der Kugel in die Kugelschale ermöglicht ist. To install the ball 5 in the spherical shell 4, the spherical shell is elongated in the direction of force. 4 To the same extent as this elongation increases the distance between the wings of the spherical shell 4 in the direction of force, the distance between the wings is also reduced in the non-force direction, so that the circular cross section of the spherical shell 4 formed on the horizontal center line of the ball joint increases an ellipse. The elongation in the direction of the force increases the distance between the outermost regions comprising the ball, which enables the ball to be clipped / buttoned into the ball socket.
11
Gehäuse
casing
22nd
Befestigungsmöglichkeit (rechtwinklig zur Kraftrichtung)
Attachment option (perpendicular to the direction of force)
33rd
Befestigungsmöglichkeit (in Kraftrichtung)
Attachment option (in the direction of force)
44th
Kugelschale
Spherical shell
55
Kugel
Bullet
Claims (4)
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Country Status (1)
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1999
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Also Published As
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|---|---|
| DE19932789B4 (en) | 2010-04-15 |
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